本文關(guān)鍵詞：PID控制器參數(shù)整定方法及其應用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，于20世紀30年代，美國開始使用PID調(diào)節(jié)器，它比直接作用式調(diào)節(jié)器具有更好的控制效果，因而很快得到了工業(yè)界的認可。至今，在所有生產(chǎn)過程控制中，大部分的回路仍采用結(jié)構(gòu)簡單、魯棒性強的PID控制或改進型PID控制策略。PID控制作為一種經(jīng)典的控制方法，幾乎遍及了整個工業(yè)自動化領(lǐng)域，是實際工業(yè)生產(chǎn)過程正常運行的基本保證；控制器的性能直接關(guān)系到生產(chǎn)過程的平穩(wěn)高效運行以及產(chǎn)品的最終質(zhì)量，因此控制系統(tǒng)的設(shè)計主要體現(xiàn)在控制器參數(shù)的整定上。隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和人工智能技術(shù)滲透到自動控制領(lǐng)域，近年來出現(xiàn)了各種實用的PID控制器參數(shù)整定方法。 PID控制算法作為最通用的控制方法，對它的參數(shù)整定有許多方法；對于不同的控制要求、不同的系統(tǒng)先驗知識，考慮用不同的方法；這些算法既要考慮到收斂性、直觀、簡單易用，還要綜合負載干擾、過程變化的影響，并能根據(jù)盡可能少的信息和計算量，給出較好的結(jié)果。 論文在較為全面地對PID控制器參數(shù)自整定方法的現(xiàn)狀分析研究的基礎(chǔ)上，針對基于繼電器反饋和最小二乘的自整定方法以及其應用的可行性進行了相關(guān)的研究，主要的工作和結(jié)果概括如下： 為克服一自由度PID控制器無法兼顧目標跟蹤和外擾抑制的缺點，結(jié)合二自由度控制器的結(jié)構(gòu)和基于幅值最優(yōu)化的控制器參數(shù)整定方法，并通過分析得到控制器參數(shù)求解公式，實現(xiàn)了二自由度PID控制器參數(shù)整定和二自由度PI控制器參數(shù)整定。與常規(guī)控制方法相比，該方法得到的控制器具有更好的閉環(huán)響應性能，并且由于二自由度系數(shù)的半固定性，在整定PID控制器參數(shù)之前就可以確定，因此，，對控制器參數(shù)的求解難度無影響。 針對一類一階大時滯不穩(wěn)定特殊對象，普通的PID控制器很難滿足要求，甚至不能實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定�；谑紫纫雰�(nèi)環(huán)狀態(tài)反饋，以改善對象動態(tài)特性的思想，采用雙環(huán)控制結(jié)構(gòu)，先將對象狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定，然后按照內(nèi)�？刂圃碓O(shè)計外環(huán)的控制器。只要選擇適當?shù)目烧{(diào)參數(shù)λ的值，通過該方法得到的PID控制器對不穩(wěn)定對象具有較好控制效果及魯棒性。 通過仿真比較研究，對于連續(xù)對象，綜合得到幾種較好的基于繼電器反饋的控制器參數(shù)整定方法，對離散采樣數(shù)據(jù)采用基于最小二乘模型辨識的參數(shù)整定方 摘要 法，提出并設(shè)計基于Matlab/simulink仿真工具的PID控制器參數(shù)整定仿真應用軟 件。介紹了PID整定控制器的應用框架、輔助設(shè)計與仿真軟件的功能、特點，并 給出了仿真實例。 最后是對論文的綜述和展望。
【關(guān)鍵詞】：PID控制 時滯系統(tǒng) 參數(shù)整定 繼電反饋 二自由度 幅值最優(yōu)化 不穩(wěn)定 內(nèi)�？刂� 最小二乘 仿真
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2004
【分類號】：TP273.4
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論與綜述10-19
• 1.1 引言10
• 1.2 PID控制簡介10-16
• 1.2.1 PID控制算法及特點11-15
• 1.2.2 控制器參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響15-16
• 1.2.3 控制規(guī)律的選擇16
• 1.3 PID參數(shù)整定方法分類16-17
• 1.4 PID控制商業(yè)化產(chǎn)品介紹17-18
• 1.5 論文結(jié)構(gòu)18-19
• 第二章 PID控制器參數(shù)自整定的基本原理與方法19-40
• 2.1 引言19-20
• 2.2 最小二乘辨識法20-23
• 2.3 繼電反饋控制23-27
• 2.3.1 繼電特性的選擇23-24
• 2.3.2 繼電反饋控制方法24-27
• 2.4 繼電反饋模型辨識27-32
• 2.4.1 一階對象模型的辨識27-29
• 2.4.2 二階對象模型的辨識29
• 2.4.3 不確定階次模型的辨識29-32
• 2.5 參數(shù)整定基本方法32-39
• 2.5.1 離散模型的控制器參數(shù)整定32
• 2.5.2 基于Nyquist曲線的控制器參數(shù)整定32-34
• 2.5.3 基于傳遞函數(shù)模型的控制器參數(shù)整定34-39
• 2.6 小結(jié)39-40
• 第三章 幅值最優(yōu)化PID控制器參數(shù)整定40-56
• 3.1 引言40-41
• 3.2 實用型二自由度PID控制41-43
• 3.2.1 簡化型目標值濾波器控制的結(jié)構(gòu)41-43
• 3.2.2 簡化算法的參數(shù)整定43
• 3.3 PID控制器參數(shù)整定43-47
• 3.4 二自由度PI控制及參數(shù)整定47-49
• 3.5 仿真研究49-55
• 3.6 小結(jié)55-56
• 第四章 大時滯不穩(wěn)定對象的內(nèi)�？刂萍皡�(shù)整定56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 不穩(wěn)定對象分析56-58
• 4.3 不穩(wěn)定對象的內(nèi)環(huán)狀態(tài)反饋鎮(zhèn)定58-60
• 4.4 內(nèi)�？刂破髟O(shè)計及參數(shù)整定60-62
• 4.4.1 內(nèi)�？刂平Y(jié)構(gòu)及特點60-61
• 4.4.2 內(nèi)�？刂破鲄�(shù)整定61-62
• 4.5 仿真研究62-65
• 4.6 小結(jié)65-66
• 第五章 PID自整定技術(shù)應用仿真66-76
• 5.1 引言66
• 5.2 繼電反饋自整定仿真實現(xiàn)方法66-69
• 5.2.1 基本方法66-67
• 5.2.2 基本步驟及流程67-69
• 5.3 最小二乘自整定仿真實現(xiàn)方法69-73
• 5.3.1 最小二乘參數(shù)辨識69-71
• 5.3.2 基本步驟及流程71-73
• 5.4 仿真實例73-75
• 5.5 小結(jié)75-76
• 第六章 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻78-87
• 致謝87-88
• 作者攻碩期間完成的論文88-89
• 作者簡介89

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本文編號：376554